(57)【要約】  【課題】熱交換器の配管接続作業を容易に行える熱交換装置およびこれを備えた空気調和機を提供する。    【解決手段】互いに対面させて近接配置した第１の熱交換器１２と第２の熱交換器１３をその側方で連結配管２８により配管接続する場合、第２の熱交換器１３が第１の熱交換器１２の側部よりも後退して段違いに配置し、連結配管１２の管端を各熱交換器１２，１３の側面の冷媒出入口部１７，２５、２６に溶接固定する。これにより、連結配管２８の他の連結部位または熱交換器の側面Ｕ字管１６が邪魔になることはなく、容易に組付け作業を行うことができる。  【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対面させて近接配置した第１の熱交換器と第２の熱交換器をその側方で連結配管により配管接続する熱交換装置において、前記第２の熱交換器が第１の熱交換器の側部よりも後退して段違いに配置され、前記連結配管の管端が各熱交換器の側面の冷媒出入口部に溶接固定されたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記第１の熱交換器と第２の熱交換器にそれぞれ形成され、連結配管の管端と溶接固定する冷媒出入口部が、前記連結配管の他の管端連結部位または熱交換器の側面Ｕ字管と、両熱交換器の対面方向で略直線状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記第２の熱交換器の有効長さが第１の熱交換器よりも短く形成され、前記第２の熱交換器が第１の熱交換器の側部よりも後退して段違いに配置されたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記連結配管の管端が各熱交換器の冷媒出入口部にろう付けされたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記連結配管は、第２の熱交換器の出入口部から分岐して第１の熱交換器の２箇所以上に分岐して連結される分岐管部を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記第１の熱交換器が、多数の放熱フィンと該フィンを貫通する冷媒管とから構成され、前記冷媒管が、放熱フィンに対して多段でかつ複数列に配列され、かつ冷媒出入口部が複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記冷媒管が放熱フィンに対して多段でかつ３列に配列されていることを特徴とする請求項６に記載の熱交換装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換装置が内蔵されたことを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
室内ユニットの吸込み口の内側に沿って３個の熱交換器が配列され、そのうちの背面側熱交換器が第１の熱交換器とされ、その第１の熱交換器の背面側に第２の熱交換器が対面させて近接配置され、第１の熱交換器と第２の熱交換器をその側方で連結配管により配管接続されたことを特徴とする請求項８に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置およびこれを室内ユニットなどに内蔵された空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気調和機においては、室内ユニットのケーシングをコンパクト化しつつ熱交換効率を向上させたいという要望がある。熱交換効率を向上させるために複数の熱交換器を設け、かつケーシングをコンパクト化すると、必然的に冷媒配管の配管スペースも小さくなり、形状が複雑化することになる。そのため、熱交換器同士を接続する連結配管のろう付け作業等の組付け作業性が悪くなる。特に、熱交換器の冷媒管の列数が増えるほど、側方に突出するＵ字管や連結配管の他の管端部が邪魔になり、連結部のろう付け作業性をさらに悪化することになる。
【０００３】
図７は、３分割された熱交換部１０１、１０２、１０３のうち、有効長が同じ背面側熱交換器１０３の背面側に補助熱交換器１０４を近接配置し、両熱交換器１０３、１０４との間に連結配管１０５をろう付けして組付ける作業工程を示す。同図（ａ）は熱交換部の側面図、（ｂ）は一部を省略した熱交換部の正面図である。
【０００４】
この組付け作業工程では、まず背面側熱交換器１０３の背面側に補助熱交換器１０４を取付け、次に、連結配管１０５の管端１０５ａ、１０５ｂをそれぞれの熱交換器１０３、１０４の出入口１０３ａ、１０４ａに差込み、その差込部をろう付けする。
【０００５】
しかし、背面側熱交換器１０３と補助熱交換器１０４とが同じ有効長の場合、連結配管１０５の管端を出入口部にろう付けするとき、他の連結部位１０５ｂまたは熱交換器の側面から突出するＵ字管１０６が邪魔になり、ろう付け作業が困難になる。
【０００６】
図７に示す背面側熱交換器１０３のろう付け部位が、補助熱交換器１０４のろう付け部位１０４ａや補助熱交換器のＵ字管１０６と両熱交換器１０３、１０４の対面方向Ａで略直線状に配置されている、つまり重なっているためであり、このような場合、組付け作業が困難になる。
【０００７】
ところで、特許文献１には、前面熱交換部と背面熱交換部に冷媒連絡配管を接続するための配管立上り部や配管分配処理部のスペースをケーシングの側部に確保するために、背面熱交換部の有効長を短くして背面熱交換部の側方に配管処理スペースを形成した空気調和機の室内ユニットが開示されている。
【０００８】
特許文献２には、メイン熱交換器の内側に、それよりも長手方向寸法の短いサブ熱交換器を配置することにより、風速分布の最適化を図り、熱交換器の冷媒管に連絡するヘアピンやＵベントからの放熱、吸熱による熱交換能力を向上させ、さらに、熱交換器レイアウトを容易化し、更なるコンパクト化を図った空気調和機が開示されている。
【０００９】
特許文献３には、第１熱交換器から第３熱交換器のうち、背面側の第３熱交換器の横幅を他の熱交換器よりも短く形成し、そこにできる空間に除湿用減圧装置を配設し、第３熱交換器を短くすることによる能力低下を第１熱交換器の内側に配置した第２の熱交換器によって補う技術が開示されている。
【特許文献１】特開2001-82795号公報（明細書の段落０００５参照）
【特許文献２】特開2000-337652号公報（明細書の段落００３１〜００３５参照）
【特許文献３】特許第3276918号公報（明細書の段落００２３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記特許文献１〜３のいずれの技術も、図７に示すような背面側熱交換器と補助熱交換器を対面させて近接配置し、これら両熱交換器を配管接続する配管構造ではないため、図７に示すような両熱交換器の連結配管のろう付け作業の困難性を解消する技術を開示しているとは言えない。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、互いに対面させて近接配置した両熱交換器を配管接続する熱交換装置において、ろう付けなどの連結組付け作業を容易に行える空気調和機の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明においては、互いに対面させて近接配置した第１の熱交換器と第２の熱交換器をその側方で連結配管により配管接続する熱交換装置において、前記第２の熱交換器が第１の熱交換器の側部よりも後退して段違いに配置され、前記連結配管の管端が各熱交換器の側面の冷媒出入口部に溶接固定されたことを特徴としている。
【００１３】
上記構成においては、第２の熱交換器を第１の熱交換器と段違いに配置したので、連結配管の管端を各熱交換器の冷媒出入口部に溶接固定する場合に、他の連結部位または熱交換器の側面Ｕ字管が邪魔になることはなく、容易に組付け作業を行うことができる。
【００１４】
特に、両熱交換器に形成された出入口部と連結配管の管端連結部位が、他の連結部位または熱交換器の側面Ｕ字管と両熱交換器の対面方向で略直線状に配置されている場合の組付け作業に有効である。
【００１５】
ここで、第２の熱交換器が第１の熱交換器よりも後退して段違いに配置する構成例としては、第２の熱交換器の有効長さを第１の熱交換器よりも短く形成する場合が挙げられる。
【００１６】
また、連結配管の溶接例としては、銅管などを使用する冷媒管の連結に最適なろう付けが挙げられる。
【００１７】
さらに、連結配管は、両熱交換器の一つの出入口同士を連結する単管構成に限るものではなく、第２の熱交換器の出入口から分岐して第１の熱交換器の２箇所以上に分岐して連結される分岐管部を含むものである。このような分岐管部を備えた連結配管の場合、特に各熱交換器の冷媒出入口の数が多くなり、連結部位がＵ字管などにより隠れやすくなるため、第２の熱交換器を段違いに配置する構成が特に有効となる。
【００１８】
また、熱交換器は、冷媒管が通常多段複数列に配置されているが、特に、第１の熱交換器が、多数の放熱フィンと該フィンを貫通する冷媒管とから構成され、前記冷媒管が、放熱フィンに対して多段でかつ複数列に配列され、かつ冷媒出入口が複数存在する場合に、出入口部がＵ字管や連結配管の他の管端と重なりやすくなるため、第２の熱交換器を第１の熱交換器に対して段違いに配置して、連結配管を溶接固定する構成が有効である。特に、冷媒管が３列に配列されている場合、第１の熱交換器がコンパクト化していると、その列ピッチが小さくなり、益々ろう付け作業が難しくなるので、特に有効である。
【００１９】
なお、熱交換装置は、第１の熱交換器および第２の熱交換器以外に他の熱交換器を備えた構成であってもよい。また、空気調和機に熱交換装置を組み込む場合、室内ユニットのケーシングのコンパクト化によって連結配管が複雑化する可能性があるが、このような場合に第１の熱交換器と第２の熱交換器とを段違いに配置し、連結配管の溶接固定部位を段違いに形成する構成が有効となる。
【００２０】
この場合、第２の熱交換器を第１の熱交換器の背面側に配置すれば、第２の熱交換器を第１の熱交換器とケーシングとの間の空間を有効利用して配置することができ、室内ユニットのコンパクト化が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のとおり、本発明によれば、第１の熱交換器に対して第２の熱交換器を段違いに配列しているので、ろう付けなどの連結組付け作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る空気調和機の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は空気調和機の室内ユニットの側面断面図、図２は室内ユニットに内蔵する熱交換器の組付け状態を示す斜視図、図３は連結配管組付け部の拡大斜視図、図４は連結配管の斜視図、図５は複数の熱交換器の冷媒流れ図である。
【００２３】
本実施形態の空気調和機は、室内ユニット１と室外ユニット（図示略）に分離したセパレートタイプのものを例示する。室内ユニット１は、図１に示すように、ケーシング２の前面および上面に吸込み口３が形成され、前面下部にルーバユニット４を備えた吹出し口５が形成されている。吸込み口３から吹出し口５に至るケーシング２の内部には、熱交換部６と室内ファン７とが内蔵されている。
【００２４】
熱交換部６は、コンパクト化するために吸込み口３の内側に沿って３分割された前面側熱交換器１０、上面側熱交換器１１および背面側熱交換器１２と、背面側熱交換器１２の背面側とケーシング２の背面部との間のスペースに配設された補助熱交換器１３とを備えている。そして、背面側熱交換器が第１の熱交換器１２を構成し、補助熱交換器が第２の熱交換器１３を構成している。
【００２５】
室内ファン７は、クロスフローファンであって、前記熱交換部６よりも吹出し口５側に配置され、吸込み口３から室内空気を吸込み、熱交換部６で熱交換させた後、吹出し口５から温風または冷風を吹出すようになっている。
【００２６】
３分割された熱交換器１０〜１２は、多数の放熱フィン１４を貫通するように設けられた多段複数列の冷媒管１５を備え、冷媒管の端部がＵ字管１６により接続されることにより蛇行状の冷媒流路を形成するようになっている。
【００２７】
本実施形態における冷媒管１５の配列は、図１に示すように、各熱交換器１０〜１２において多段（例えば６段〜８段）３列に形成され、図５に示すように、前面側および上面側の熱交換器１０，１１において２列の冷媒流路を形成している。
【００２８】
また、背面側の第１の熱交換器１２においては４列の冷媒流路を形成するようになっており、したがって、背面側の第１の熱交換器１２の側部には背面側の冷媒管列で４個の出入口１７が設けられ、前面側（室内ファン側）の冷媒管列に４個の出入口１８が設けられている。
【００２９】
第２の熱交換器１３は、背面側の第１の熱交換器１２の背面に近接して対面配置され、図２および図３に示すように、その有効長が他の熱交換器１０〜１２に比べて短く形成されている。そして、第２の熱交換器１３は、背面側の第１の熱交換器１２の側面に固定された取付板２０を介して第１の熱交換器１２の側面よりも一段後退した位置に段違いに取り付けられている。
【００３０】
この場合の両熱交換器１２，１３の段違い寸法は、特に限定されるものではなく、連結配管２８や熱交換器１２，１３のＵ字管１６の突出高さに応じて適宜選定し、これらの部材によってろう付け作業が邪魔にならない程度の寸法に設定すればよい。  
【００３１】
取付板２０は、図６に示すように、第１の熱交換器１２の側面から背面側に折れ曲がるＬ字型の板材であって、その背面部に一対の係合孔２１が形成されている。この取付板２０の係合孔２１に、第２の熱交換器１３の側面のＬ字形の取付板２３の係合爪２４が係止されることにより、第１の熱交換器１２に対して第２の熱交換器１３が位置決めされる。これにより、第２の熱交換器１３は、第１の熱交換器１２の背面側に対面して近接配置されることになる。
【００３２】
また、第２の熱交換器１３は、多数の放熱フィン１４を貫通するように設けられた多段（例えば４段）１列の冷媒管１５を備え、冷媒管の端部がＵ字管１６により接続されることにより蛇行状の冷媒流路を形成している。そして、第２の熱交換器１３の側面の冷媒管出入口２５，２６のうち一つの出入口２５が第１の熱交換器１２の背面側の４個の出入口１７と連結配管２８により配管接続され、他の出入口２６が室外機側の圧縮機又は熱交換器（共に図示略）に配管接続される。
【００３３】
このような配管接続構造により、図５に示すように、第２の熱交換器１３から第１の熱交換器１３を通り、上面側および前面側熱交換器１０，１１に分岐して両熱交換器の出入口から室外機側の圧縮機又は熱交換器（共に図示略）に至る冷媒流路が形成される。図２および図３に、室外機側に配管接続される配管２９，３０を示す。
【００３４】
連結配管２８は、図４に示すように、第２の熱交換器１３の出入口に接続する蛇行状の主管部２８ａと、その他端部に接合されたＴ字管部２８ｂと、Ｔ字管部２８ｂの両端に夫々接合され第１の熱交換器１２の出入口１７にろう付けされるＵ字状の分岐管部２８ｃ、２８ｄとを備え、これら各管部がろう付けなどの溶接により一体的に形成される。そして、主管部２８ａの１個の管端および分岐管部２８ｂ、２８ｃの合計４個の管端は、その管方向が同一方向とされ、それぞれ第１の熱交換器１２の４個の出入口１７および第２の熱交換器１３の１個の出入口２５に差し込まれ、その差込部の全周がろう付けにより溶接される。
【００３５】
この連結配管２８のさらに側方であって第１の熱交換器１２の側方には、ケーシング２との間に、絞り機構３１を含む配管処理部３２が設けられ、この配管処理部３２から前記配管２９，３０が室外機側に延設される。なお、絞り機構３１は、キャピラリチューブ、膨張弁、弁全体に絞り機能のある電磁弁などの同一機能を有する構造であれば、特に限定されるものではない。
【００３６】
図６は本実施形態における連結配管のろう付け組付作業工程を示すもので、同図（ａ）は熱交換部の側面図、（ｂ）は一部を省略した熱交換部の正面図である。この図に基づいて熱交換部６における連結配管２８の組付け作業を説明すると、まず、平板状に熱交換器から３分割にして形成した前面側熱交換器１０、上面側熱交換器１１および背面側の第１の熱交換器１２を、その側面に取り付けた取付板２０により互いに連結して、室内ファン７を囲む側面視逆Ｕ字状に固定する。
【００３７】
なお、各熱交換器１０〜１２は、取付板２０同士を互いに連結して組付ける前に、組付け作業に直接関係しない冷媒管とＵ字管のろう付け作業は予め行っておく。
【００３８】
この状態から別に準備した第２の熱交換器１３を第１の熱交換器１２の背面側に対面させ、第１の熱交換器１２側の取付板２０の係合孔２１に第２の熱交換器１３の係止爪２４を係止し、第２の熱交換器１３を位置決めする。この状態で、第２の熱交換器１３は、第１の熱交換器１２に対して側方より後退した段違い状態で位置決めされることになる。
【００３９】
次に、連結配管２８を第１の熱交換器１２と第２の熱交換器１３のそれぞれの出入口１７、２５に差込み、この差込部をろう付けする。このとき、両熱交換器１２，１３に形成された出入口１７，２５が、他の管端２８ａまたはＵ字管１６と両熱交換器１２、１３の対面方向で略直線状に配置されていても、第２の熱交換器１３が第１の熱交換器１２に対して段違いに設置されているので、ろう付けする際、他の管端２８ａまたはＵ字管１６が邪魔することなく、ろう付け作業を容易に行うことができる。  特に、第１の熱交換器１２は、その冷媒管が８段３列の配管構造であり、その段ピッチおよび列ピッチが共に小さいので、第２の熱交換器１３を段違いに設置することは、ろう付け作業の困難性を解消するのに特に有効である。
【００４０】
なお、本発明の上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正
・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では、第１の熱交換器として３列の冷媒管が配列されたものを示したが、これに限らず、２列あるいは４列以上のものであってもよく、また、熱交換器の個数も上記実施形態に限定されるものではなく、少なくとも第１の熱交換器と第２の熱交換器を備えた構成であればよい。さらに、第２の熱交換器は上記実施形態のごとく第１の熱交換器の背面側に配設される場合に限らず、前面側に配設されたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る空気調和機の実施形態を示す室内ユニットの側面断面図
【図２】図１の熱交換器の組付け状態を示す斜視図
【図３】図２の連結配管組付け部の拡大斜視図
【図４】図３の連結配管の斜視図
【図５】図２の熱交換器群の冷媒の流れを示す図
【図６】本実施形態における連結配管のろう付け組付作業工程を示すもので、同図（ａ）は熱交換部の側面図、（ｂ）は一部を省略した熱交換部の正面図
【図７】有効長が同じ熱交換器間に連結配管をろう付け組付する作業工程を示すもので、同図（ａ）は熱交換部の側面図、（ｂ）は一部を省略した熱交換部の正面図
【符号の説明】
【００４２】
１    室外ユニット
２    ケーシング
３    吸込み口
４    ルーバユニット
５    吹出し口
６    熱交換部
７    室内ファン
１０    前面側熱交換器
１１    上面側熱交換器
１２    背面側熱交換器（第１の熱交換器）
１３    第２の熱交換器
１４    放熱フィン
１５    冷媒管
１６    Ｕ字管
１７、１８    出入口
２０    取付板
２１    係合孔
２３    取付板
２４    係止爪
２５，２６    冷媒管出入口
２８    連結配管
２９，３０    配管
３１    絞り機構
３２    配管処理部
【図１】
2005147488.tif 000003
【図２】
2005147488.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005147488.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005147488.tif 000009